Metrologické hodnocení dílu s využitím bezkontaktní technologie

Bc. Lukáš Kretek

Master's thesis

Metrological Evaluation of the PartUusing Non-contact Technology

Abstract:

Cílem této diplomové práce bylo provedení metrologického hodnocení polymerních vstřikovaných dílů bezkontaktní metodou optického snímání. Ze získaných odchylek od 3D dat zkoumaných dílů byl stanoven optimální technologický postup měření s nejmenším vlivem deformace. Teoretická část práce obsahuje stručný úvod do základních pojmů metrologie, 3D rekonstrukce reálných objektů a rozdělení systémů pracujících se strukturovaným zdrojem světla. V praktické části práce byla provedena příprava procesu skenování v podobě kalibrace měřicího systému a nanesení matnící vrstvy práškového titanového nástřiku na zkoumané díly. Odchylky upnutých dílů byly zkoumány 3D optickým skenerem ATOS Q. Pro tento výzkum byl pomocí technologie 3D tisku, konkrétně metody FDM (Fused Deposition Modeling), vytvořen skenovací přípravek. Výsledky ukazují, že díly upnuté v navrženém referenčním přípravku zajišťující opakovatelnost a reprodukovatelnost měření měly oproti dílům upnutých ve svěráku téměř poloviční odchylku vůči 3D datům s eliminací dodatečných deformací. Výsledky experimentu prezentují nejen metrologické vyhodnocení dílů pomocí barevné mapy odchylek v softwaru GOM Inspect Professional, ale také statistické hodnocení procesu měření pomocí atributivní metody MSA (Measurement System Analysis). Potvrzení výsledků bylo zaručeno tvorbou vlastního výpočtu atributivní metody MSA společně se statistickým programem Minitab 17.

Abstract:

The aim of this diploma thesis was performed the metrological evaluation of polymer injection moulded parts by non-contact optical scanning method. From the deviations compared by the 3D data of the examined parts, the optimal technological measurement procedure with the least influence of deformation was determined. The theoretical part of the thesis contains a brief introduction to the basic concepts of metrology, 3D reconstruction of real objects and distribution of systems working with structured light source. In the practical part of the thesis, the preparation of the scanning process in the form of calibration of the measuring system and application of a matte layer of titanium powder coating on the parts under investigation was carried out. The deviations of the clamped parts were investigated with a 3D optical scanner ATOS Q. For this experiment was created a scanning fixture by 3D printing technology, specifically the Fused Deposition Modeling (FDM) method. The results show that parts clamped in the designed reference fixture providing repeatability and reproducibility of measurements had almost half the deviation compared to parts clamped in a vise with compared to 3D data with the elimination of additional deformations. The results of the experiment present not only the metrological evaluation of the parts using the colour map of deviations in GOM Inspect Professional software, but also the statistical evaluation of the measurement process using the attributive method MSA (Measurement System Analysis). The validation of the results was guaranteed by the creation of a custom calculation of the MSA attributive method together with the Minitab 17 statistical program.

Keywords

3D skenování, optický skener, kontrola kvality, strategie měření, přesnost měření, barevná mapa odchylek, atributivní MSA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: prof. Dr. Ing. Vladimír Pata

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Quality Control / -